JPH0272362A - 拡大投影露光方法及びその装置 - Google Patents
拡大投影露光方法及びその装置Info
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- JPH0272362A JPH0272362A JP63222355A JP22235588A JPH0272362A JP H0272362 A JPH0272362 A JP H0272362A JP 63222355 A JP63222355 A JP 63222355A JP 22235588 A JP22235588 A JP 22235588A JP H0272362 A JPH0272362 A JP H0272362A
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- Sustainable Development (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体、液晶素子等の電子デバイスの製造工
程において、マスクのパターンを拡大して基板上に転写
する露光方法及びその装置に関する。
程において、マスクのパターンを拡大して基板上に転写
する露光方法及びその装置に関する。
液晶表示素子はその形状から、電子管に比べると薄形か
つ小形であり、将来有望なデイスプレィである。液晶表
示素子の内でも、画質の良さからアクティブマトリック
ス方式で薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）を用いたものが主
流を占めつつある。
つ小形であり、将来有望なデイスプレィである。液晶表
示素子の内でも、画質の良さからアクティブマトリック
ス方式で薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）を用いたものが主
流を占めつつある。
ＴＰＴを形成するためには、半導体装置並みの性能を持
つ露光装置が必要であり、プロキシシティ方式、１：１
のミラー及びレンズプロジェクション方式の装置が用い
られている。
つ露光装置が必要であり、プロキシシティ方式、１：１
のミラー及びレンズプロジェクション方式の装置が用い
られている。
一方、デイスプレィのサイズとしては、ＣＲＴと同程度
大画面のものも出現する見通しであり、その場合前記し
た現状の露光装置においては種々の問題を生じる。
大画面のものも出現する見通しであり、その場合前記し
た現状の露光装置においては種々の問題を生じる。
プロキシシティ方式における大面積露光の課題としては
、大面積高精度マスクの製作、マスクと基板間の高精度
ギャップ出し、及びピッチ誤差の低減等がある。
、大面積高精度マスクの製作、マスクと基板間の高精度
ギャップ出し、及びピッチ誤差の低減等がある。
一方、プロジェクション方式は、その形式から画面内に
必ず継ぎ合せ部を生じ、継ぎ合せ部において精度及び電
気特性的に満足な値を得られるか、また分割露光となる
為、スループットが低く、かつその形式から装置を低コ
ストにすることが難しいという問題がある。
必ず継ぎ合せ部を生じ、継ぎ合せ部において精度及び電
気特性的に満足な値を得られるか、また分割露光となる
為、スループットが低く、かつその形式から装置を低コ
ストにすることが難しいという問題がある。
上記した現状の露光方式の問題点を解決する一方式とし
て、高精度のマスク、例えばフインチ迄の半導体用マス
クを製作する電子描画装置で描画したマスクを投影光学
系で拡大して大面積を露光する方式が考えられる。この
拡大投影露光方式の例としては、特開昭６２−１２２１
２６号がある０本例は、マスクのパターンを投影光学系
により拡大して基板上に転写するものであり、投影光学
系は基板側において平行光としている。
て、高精度のマスク、例えばフインチ迄の半導体用マス
クを製作する電子描画装置で描画したマスクを投影光学
系で拡大して大面積を露光する方式が考えられる。この
拡大投影露光方式の例としては、特開昭６２−１２２１
２６号がある０本例は、マスクのパターンを投影光学系
により拡大して基板上に転写するものであり、投影光学
系は基板側において平行光としている。
前記した拡大投影露光方式における光学系は、基板側に
おいて平行光としてパターンを投影する構成としている
０通常の半導体用縮小投影露光装置も被投影側のウェハ
側において平行光としており、本方法は焦点方向のズレ
に対して形状誤差が起こりにくい。
おいて平行光としてパターンを投影する構成としている
０通常の半導体用縮小投影露光装置も被投影側のウェハ
側において平行光としており、本方法は焦点方向のズレ
に対して形状誤差が起こりにくい。
しかしながら、投影光学系に用いるレンズは高精度に製
作しても理想値ｌこ対して必ず誤差を生じる。誤差とし
ては、像歪、倍率誤差等を生じ、拡大投影とした場合に
は、その誤差の絶対値も大きくなる。
作しても理想値ｌこ対して必ず誤差を生じる。誤差とし
ては、像歪、倍率誤差等を生じ、拡大投影とした場合に
は、その誤差の絶対値も大きくなる。
例えば、像歪０．０１％のレンズを製作したとしても５
００−の画面においては、周辺部において５０μ鱒の歪
となり、パターンを形成する各層間の合せ精度としては
前記値よりも１桁以下の値が必要である。またレンズの
特性は各々異なっており、しかも同一のものは出来ない
ため、複数台の装置でパターンを重ね合せすることは不
可能である。ただし、像歪、倍率誤差が各レンズ個有で
あっても、変動がないかあるいは極微小な場合には、同
一装置で全工程のパターンを形成することが考えられる
が、装置と製品の関係が限定されるため、量産性が低下
するという問題がある。また、さらに大きな面積を継ぎ
合せで露光する場合は、歪により継ぎ合せ部が重ならな
いという問題を生じる。
００−の画面においては、周辺部において５０μ鱒の歪
となり、パターンを形成する各層間の合せ精度としては
前記値よりも１桁以下の値が必要である。またレンズの
特性は各々異なっており、しかも同一のものは出来ない
ため、複数台の装置でパターンを重ね合せすることは不
可能である。ただし、像歪、倍率誤差が各レンズ個有で
あっても、変動がないかあるいは極微小な場合には、同
一装置で全工程のパターンを形成することが考えられる
が、装置と製品の関係が限定されるため、量産性が低下
するという問題がある。また、さらに大きな面積を継ぎ
合せで露光する場合は、歪により継ぎ合せ部が重ならな
いという問題を生じる。
本発明の目的は、マスクのパターンを基板に拡大投影し
て転写する露光装置において、光学系の誤差を補正して
パターンを転写する高スループットの装置を提供するこ
とにある。
て転写する露光装置において、光学系の誤差を補正して
パターンを転写する高スループットの装置を提供するこ
とにある。
本発明は上記目的を達成するため、パターンを形成した
マスクを位置決めするマスク位置決め手段と、表面を弾
性変形させる複数の微小変位発生手段を内蔵し、かつ上
下移動が可能で、その上に基板を吸着保持する基板位置
決め手段と、前記マスクのパターンを前記基板上に平行
光としてではなく（非テレセン） ＩＪラック学系）投
影する拡大投影光学系と、前記マスクのパターンを照明
する露光照明系を具備した露光方法及びその装置である
。
マスクを位置決めするマスク位置決め手段と、表面を弾
性変形させる複数の微小変位発生手段を内蔵し、かつ上
下移動が可能で、その上に基板を吸着保持する基板位置
決め手段と、前記マスクのパターンを前記基板上に平行
光としてではなく（非テレセン） ＩＪラック学系）投
影する拡大投影光学系と、前記マスクのパターンを照明
する露光照明系を具備した露光方法及びその装置である
。
前記拡大投影光学系の光学的誤差のデータを基に、ある
いはマスクのパターンと基板パターンの相対位置検出、
演算手段のデータを基に、さらに基板の厚さむら測定手
段のデータを基に基板の表面を変形及び上下移動して露
光する露光方法及びその装置である。
いはマスクのパターンと基板パターンの相対位置検出、
演算手段のデータを基に、さらに基板の厚さむら測定手
段のデータを基に基板の表面を変形及び上下移動して露
光する露光方法及びその装置である。
また、前記基板位置決め手段を２つ以上、前記マスクパ
ターンと基板パターンの相対位置関係を検出する検出・
演算手段、前記基板の表面高さを検出する検出手段を１
つ以上設け、個別あるいは並列して機能させる露光方法
及びその装置である。
ターンと基板パターンの相対位置関係を検出する検出・
演算手段、前記基板の表面高さを検出する検出手段を１
つ以上設け、個別あるいは並列して機能させる露光方法
及びその装置である。
また、前記基板位置決め手段に移動手段と移動量検出手
段を設けた露光方法及びその装置である。
段を設けた露光方法及びその装置である。
マスクをマスク位置決め手段に固定、位置決めし、また
基板を基板位置決め手段に固定、位置決めして、露光照
明系によりマスクを照明し、マスクのパターンを基板側
において平行光ではない（非テレセンドリンク光学系）
拡大投影系により基板上に拡大して投影する。ここで、
基準となるマスクのパターンを基板上に転写し、マスク
パターンと転写パターンの像形状及び倍率の差を求め、
そのデータを基に基板位置決め手段に内蔵した表面を弾
性変形させる微小変位発生手段を駆動及び全体を上下移
動することにより、前記した像形状と倍率の設計値との
差を補正する。
基板を基板位置決め手段に固定、位置決めして、露光照
明系によりマスクを照明し、マスクのパターンを基板側
において平行光ではない（非テレセンドリンク光学系）
拡大投影系により基板上に拡大して投影する。ここで、
基準となるマスクのパターンを基板上に転写し、マスク
パターンと転写パターンの像形状及び倍率の差を求め、
そのデータを基に基板位置決め手段に内蔵した表面を弾
性変形させる微小変位発生手段を駆動及び全体を上下移
動することにより、前記した像形状と倍率の設計値との
差を補正する。
即ち以上の方法は拡大投影系の像歪、倍率誤差をあらか
じめ露光して求めておき、その設計値からの誤差量を基
板表面を変形及び上下移動させて補正して露光する絶対
値管理を行なうものである。
じめ露光して求めておき、その設計値からの誤差量を基
板表面を変形及び上下移動させて補正して露光する絶対
値管理を行なうものである。
また、マスクの基板上の投影パターンと基板のパターン
の相対位置関係を位置検出・演算手段により検出し、マ
スクパターンと基板パターンの差を求め、そのデータを
基に基板位置決め手段に内蔵した微小変位発生手段を駆
動及び全体を上下移動することにより、マスクパターン
に基板パターンを位置合せして露光する相対値管理を行
なうことが可能となる。
の相対位置関係を位置検出・演算手段により検出し、マ
スクパターンと基板パターンの差を求め、そのデータを
基に基板位置決め手段に内蔵した微小変位発生手段を駆
動及び全体を上下移動することにより、マスクパターン
に基板パターンを位置合せして露光する相対値管理を行
なうことが可能となる。
また、基板表面の高さを高さ検出手段により検出し、基
準の高さからの差を求め、基板の厚さむら及び絶対厚さ
の差によるマスクの投影パターンの歪及び倍率誤差を基
板位置決め手段により前記２方法と同様に補正して露光
することが可能となる。
準の高さからの差を求め、基板の厚さむら及び絶対厚さ
の差によるマスクの投影パターンの歪及び倍率誤差を基
板位置決め手段により前記２方法と同様に補正して露光
することが可能となる。
基板位置決め手段を２つ以上設け、露光照明系、位置検
出・演算手段、基板表面高さ検出手段を各１つ以上設け
ることにより、基板位置決め手段上において異なる作業
を並列して行なうことが可能であるので、露光装置とし
て高いスループットが得られる。
出・演算手段、基板表面高さ検出手段を各１つ以上設け
ることにより、基板位置決め手段上において異なる作業
を並列して行なうことが可能であるので、露光装置とし
て高いスループットが得られる。
基板位置決め手段を移動手段と移動量検出手段により、
正確な任意の距離を水平方向に移動させながら同一マス
クのパターンを同一基板に順次露光が可能であり、また
相関のある複数のマスクを交換しながら、かつ基板を移
動させながら露光することにより、さらに大面積のパタ
ーンを形成することが可能となる。
正確な任意の距離を水平方向に移動させながら同一マス
クのパターンを同一基板に順次露光が可能であり、また
相関のある複数のマスクを交換しながら、かつ基板を移
動させながら露光することにより、さらに大面積のパタ
ーンを形成することが可能となる。
マスクのパターンと基板に設けられたパターンを相対位
置を検出する位置検出・演算手段により位置合せするこ
とができ、複数のマスクで順次重ねて露光することが可
能となる。
置を検出する位置検出・演算手段により位置合せするこ
とができ、複数のマスクで順次重ねて露光することが可
能となる。
以下、本発明の一実施例を図によって説明する。
第１図（ａ） 、 （ｂｌに本発明の一実施の主要部構
成を示す。マスク１とマスクホルダ２、マスク１のパタ
ーンを拡大投影する拡大レンズ３、拡大投影されたマス
ク１のパターンを投影される基板４と基板チャック５、
そして、マスク１を照明し、拡大しンズ３を通して基板
４上のレジストを感光させる露光照明系６で構成した。
成を示す。マスク１とマスクホルダ２、マスク１のパタ
ーンを拡大投影する拡大レンズ３、拡大投影されたマス
ク１のパターンを投影される基板４と基板チャック５、
そして、マスク１を照明し、拡大しンズ３を通して基板
４上のレジストを感光させる露光照明系６で構成した。
また基板チャック５Ｉこは基板チャック５を駆動させる
アクチュエータ（後述）を接続しており、そのドライバ
７、そしてドライバ７をコントロールするコンピュータ
８がインターフェース９を介して接続している。ここで
、拡大レンズ３はマスク１のパターンを基板４に対して
非テレセントリック光学系として投影する。
アクチュエータ（後述）を接続しており、そのドライバ
７、そしてドライバ７をコントロールするコンピュータ
８がインターフェース９を介して接続している。ここで
、拡大レンズ３はマスク１のパターンを基板４に対して
非テレセントリック光学系として投影する。
第１図（ａｌにおいては、マスク１のパターンは拡大レ
ンズ３に対して平行光（テレセントリック光学系）で入
射させているが、第１図（ｂ）に示す様に絞り込ん（非
テレセンドリンク光学系）で入射させても良い、この場
合、拡大レンズ３は（ａ）と比較して小型（小口径）に
製作することが可能であり後述する拡大レンズ３の倍率
誤差をマスク１を上下することによっても補正すること
が可能となる。
ンズ３に対して平行光（テレセントリック光学系）で入
射させているが、第１図（ｂ）に示す様に絞り込ん（非
テレセンドリンク光学系）で入射させても良い、この場
合、拡大レンズ３は（ａ）と比較して小型（小口径）に
製作することが可能であり後述する拡大レンズ３の倍率
誤差をマスク１を上下することによっても補正すること
が可能となる。
尚、第１図（ａｌ 、 （ｂｌにおいて拡大投影系とし
てレンズ系を用いたが、第２図に示す様に、例えば楕円
面鏡１０の様な反射光学系を用いても良い。
てレンズ系を用いたが、第２図に示す様に、例えば楕円
面鏡１０の様な反射光学系を用いても良い。
第３図に基板チャック５の駆動系について説明する。基
板チャック５表面を弾性変形させる微小変位発生手段、
例えばピエゾ素子１１を複数個内蔵し、それぞれのピエ
ゾ素子１１は、基板チャック５の表面板を裏面から支え
るように先端部が表面板に押し付けられている。微小変
位発生手段は、基板チャック５の表面板に上下方向の微
小変位を与えるものならば何でもよい。さらに上記した
ユニットは上下方向に移動可能な手段、例えばくさび型
２ステージ１２をモータ１３で駆動して上下に全体を移
動させる構造としている。ここで、ピエゾ素子１１とモ
ータ１３はドライバ７と接続している。
板チャック５表面を弾性変形させる微小変位発生手段、
例えばピエゾ素子１１を複数個内蔵し、それぞれのピエ
ゾ素子１１は、基板チャック５の表面板を裏面から支え
るように先端部が表面板に押し付けられている。微小変
位発生手段は、基板チャック５の表面板に上下方向の微
小変位を与えるものならば何でもよい。さらに上記した
ユニットは上下方向に移動可能な手段、例えばくさび型
２ステージ１２をモータ１３で駆動して上下に全体を移
動させる構造としている。ここで、ピエゾ素子１１とモ
ータ１３はドライバ７と接続している。
尚、上部ユニットのピエゾ素子１１の移動ストロークが
十分であれば、２ステージ１２を省くことが可能である
。
十分であれば、２ステージ１２を省くことが可能である
。
以上の構成において、拡大レンズ３はマスクｌのパター
ンを基板４に投影すると、必ずしも正規の形状及び拡大
倍率とはならない。
ンを基板４に投影すると、必ずしも正規の形状及び拡大
倍率とはならない。
第４図に光学レンズの代表的な誤差である糸巻き状の歪
の例を示す。これは４隅が拡大して各辺の中央部が縮小
されて結偉されるものである。例えばマスク１の格子状
パターンを拡大レンズ３で基板４に投影すると、本来誤
差のない場合は破線で示した様に所定の拡大倍率で歪が
ない形状で投影される。しかし実際には実線で示した様
に全体の大きさが異なる倍率誤差と僧形状が変わる偉歪
を生じる。
の例を示す。これは４隅が拡大して各辺の中央部が縮小
されて結偉されるものである。例えばマスク１の格子状
パターンを拡大レンズ３で基板４に投影すると、本来誤
差のない場合は破線で示した様に所定の拡大倍率で歪が
ない形状で投影される。しかし実際には実線で示した様
に全体の大きさが異なる倍率誤差と僧形状が変わる偉歪
を生じる。
光学的誤差を補正する方法として、投影（出射）側の光
束を平行光（テレセントリック系）とした縮小投影露光
装置の場合は、倍率誤差に対してはレチクル（マスク）
を縮小レンズの光軸に対して上下させて補正し、台形形
状をした歪に対してはレチクル（マスク）あるいは縮小
レンズを傾けて補正している。平行光となる様に構成し
た光学系においては、前記した形状の歪は補正可能であ
るが、第４図に示したような光学レンズの代表的な歪は
レチクル（マスク）あるいは光学系を傾けても補正でき
ない場合がある。
束を平行光（テレセントリック系）とした縮小投影露光
装置の場合は、倍率誤差に対してはレチクル（マスク）
を縮小レンズの光軸に対して上下させて補正し、台形形
状をした歪に対してはレチクル（マスク）あるいは縮小
レンズを傾けて補正している。平行光となる様に構成し
た光学系においては、前記した形状の歪は補正可能であ
るが、第４図に示したような光学レンズの代表的な歪は
レチクル（マスク）あるいは光学系を傾けても補正でき
ない場合がある。
拡大投影系の場合の歪の大きさを推定してみると、例え
ば、 １０００ のパターン（５インチマスク）を拡
大レンズ３で５倍に拡大投影したものとする。
ば、 １０００ のパターン（５インチマスク）を拡
大レンズ３で５倍に拡大投影したものとする。
ここで、拡大レンズ３の歪を０．００５％とすると基板
上で２５μ尋の歪となり、対象製品がアクティブマトリ
ック形式の液晶表示素子の場合における各層間の合せ精
度に対して１桁以上粗い値となっており、歪を補正でき
ないことが製品製作上の致命的な問題点として存在する
。
上で２５μ尋の歪となり、対象製品がアクティブマトリ
ック形式の液晶表示素子の場合における各層間の合せ精
度に対して１桁以上粗い値となっており、歪を補正でき
ないことが製品製作上の致命的な問題点として存在する
。
特に、レンズにはそれぞれ個体差があるため歪の形状及
びその量も異なり、複数の装置を使用してパターンを重
ね合せをすることは不可能に近い。
びその量も異なり、複数の装置を使用してパターンを重
ね合せをすることは不可能に近い。
本発明は上記した問題点を解決するものであり、第１図
〜第３図に示した様に、基板４に対してマスク１のパタ
ーンを非テレセントリック光学系として投影し、かつ基
板４の表面を変形及び上下移動を自在にしたものである
。
〜第３図に示した様に、基板４に対してマスク１のパタ
ーンを非テレセントリック光学系として投影し、かつ基
板４の表面を変形及び上下移動を自在にしたものである
。
本発明により、第４図に示した誤差を補正する方法につ
いて説明する。まず基準のマスク１を用いて、そのパタ
ーンを拡大レンズ３を通して基板４上に形成する。ここ
で、本来あるべき設計値（破線で示す）との差を求め、
パターンの全体的大きさの差ｍと各ポイントにおける差
ｄｉｊを求める。
いて説明する。まず基準のマスク１を用いて、そのパタ
ーンを拡大レンズ３を通して基板４上に形成する。ここ
で、本来あるべき設計値（破線で示す）との差を求め、
パターンの全体的大きさの差ｍと各ポイントにおける差
ｄｉｊを求める。
差を求める手段としては、基板４上に形成したパターン
は元方式の測長器等でその絶対値を求め、設計値との差
を算出すれば良い。
は元方式の測長器等でその絶対値を求め、設計値との差
を算出すれば良い。
第５図は第４図に示した様な誤差を補正する方法を示す
。即ち、倍率が小さいことに対しては、基板チャック５
のＺステージ（１２；本図では図示せず）を下降させ、
糸巻き状の像歪に対しては基板チャック５にｌ’１Ｍし
たピエゾ素子（１１：本図では図示せず）の４隅の方を
より大きく駆動させれば良い。
。即ち、倍率が小さいことに対しては、基板チャック５
のＺステージ（１２；本図では図示せず）を下降させ、
糸巻き状の像歪に対しては基板チャック５にｌ’１Ｍし
たピエゾ素子（１１：本図では図示せず）の４隅の方を
より大きく駆動させれば良い。
次に基板４に厚さむらがあった場合についての補正方法
について説明する。本発明の光学系においては、基板の
厚さに差がある場合、即ち絶対値が異なる場合は倍率誤
差、厚さむらがある場合は像歪と同じ現象を生じる。
について説明する。本発明の光学系においては、基板の
厚さに差がある場合、即ち絶対値が異なる場合は倍率誤
差、厚さむらがある場合は像歪と同じ現象を生じる。
第６図に基板４の厚さを測定するシステムの例を示す。
主な構成は第１図〜第３図に示したものと同じであるが
、基板４の表面の高さ、即ち厚さの絶対値及び面内にお
けるむらを測定する測定器、例えばエアマイクロメータ
１４を付加し、さらに基板チャック４が、エアマイクロ
メータ１４の下を走行し、拡大レンズ３の下迄移動する
基板チャック走行系１５で構成した。前記構成において
、エアマイクロメータ１４を複数個設置した下方を基板
チャック５を移動させながら、所定測定ポイント複数個
所の表面高さを測定する。
、基板４の表面の高さ、即ち厚さの絶対値及び面内にお
けるむらを測定する測定器、例えばエアマイクロメータ
１４を付加し、さらに基板チャック４が、エアマイクロ
メータ１４の下を走行し、拡大レンズ３の下迄移動する
基板チャック走行系１５で構成した。前記構成において
、エアマイクロメータ１４を複数個設置した下方を基板
チャック５を移動させながら、所定測定ポイント複数個
所の表面高さを測定する。
第７図に基板４の厚さを考慮した露光方法のブロック図
を示す。基板４の複数個所における厚さｈｉｊをエアマ
イクロメータ１４により検出し、その値を変換器１６、
例えば圧力変換器とＡ ／ Ｄ変換器を通してコンピュ
ータ８に入力する。そして第４図に示した様に求めた拡
大レンズ３の誤差、即ち倍率誤差ｍ１像歪ｄｉｊ等を格
納したレンズデータ１７と前記基板４の厚さｈｉｊと互
に対応する個所各々について演算して、基板４表面高さ
の制ａｔを求める。次にこのデータを基に、基板チャッ
ク４のピエゾ素子（１に本図では図示せず）及び２ステ
ージ（１２：本図では図示せず）を駆動させることによ
り、基板４上に投影されるパターンは拡大レンズ３の誤
差、基板４の厚さむらの影響を除去した理想的なものと
なる。
を示す。基板４の複数個所における厚さｈｉｊをエアマ
イクロメータ１４により検出し、その値を変換器１６、
例えば圧力変換器とＡ ／ Ｄ変換器を通してコンピュ
ータ８に入力する。そして第４図に示した様に求めた拡
大レンズ３の誤差、即ち倍率誤差ｍ１像歪ｄｉｊ等を格
納したレンズデータ１７と前記基板４の厚さｈｉｊと互
に対応する個所各々について演算して、基板４表面高さ
の制ａｔを求める。次にこのデータを基に、基板チャッ
ク４のピエゾ素子（１に本図では図示せず）及び２ステ
ージ（１２：本図では図示せず）を駆動させることによ
り、基板４上に投影されるパターンは拡大レンズ３の誤
差、基板４の厚さむらの影響を除去した理想的なものと
なる。
以上の第１図〜第７図に示した方法は、設計値を基準と
した設計値（絶対値）管理の露光方法である。次に前記
方法と異なりマスク基準とした露光方法について説明す
る。
した設計値（絶対値）管理の露光方法である。次に前記
方法と異なりマスク基準とした露光方法について説明す
る。
第８図にマスク１基準位置合せ露光方法について説明す
る。前記方法と基本構成と同じであるが、マスク１と基
板４の対応するパターンの相対位置を検出する相対位置
検出系２０を設けた。
る。前記方法と基本構成と同じであるが、マスク１と基
板４の対応するパターンの相対位置を検出する相対位置
検出系２０を設けた。
相対位置検出系２０は、基板４上に黴布したレジストを
感光しない波長の照明光源２１と、マスク１と基板４の
パターンを検出する検出器２２と、それらの位置関係を
保持するレンズ、ミラーｎ類で構成した。検出器２２か
らの出力はインターフェース９を介してコンピュータ８
に入力できる様にしている。
感光しない波長の照明光源２１と、マスク１と基板４の
パターンを検出する検出器２２と、それらの位置関係を
保持するレンズ、ミラーｎ類で構成した。検出器２２か
らの出力はインターフェース９を介してコンピュータ８
に入力できる様にしている。
以上の構成において、相対位置検出系２０を移動させな
がらマスク１と基板４の相対するパターンの差ｄ’ｉ
ｊを所定ポイント複数個所について求める。
がらマスク１と基板４の相対するパターンの差ｄ’ｉ
ｊを所定ポイント複数個所について求める。
次ｌここの差ｄ’ｉｊがなくなる様に基板チャック５に
内蔵したピエゾ素子（１１：本図では図示せず）、Ｚス
テージ（１２：本図では図示せず）を駆動させる。
内蔵したピエゾ素子（１１：本図では図示せず）、Ｚス
テージ（１２：本図では図示せず）を駆動させる。
尚、上記したマスク１基準位置合せ露光方法は第２層目
以降の重ね合せ露光時に行なうものであり、第１層目の
露光は拡大レンズの誤差は補正しないでマスク１のパタ
ーンを基板４上に形成する。
以降の重ね合せ露光時に行なうものであり、第１層目の
露光は拡大レンズの誤差は補正しないでマスク１のパタ
ーンを基板４上に形成する。
先に示した像歪０．００５チの場合の歪量５μ綱はデイ
スプレィ上では極微小な値であり、人間の目では識別不
可能なので、補正の必要はない。
スプレィ上では極微小な値であり、人間の目では識別不
可能なので、補正の必要はない。
以上説明した相対位置検出系２０と第１図〜第７図に示
した設計値基準露光方法と組み合せて用いることにより
、液晶表示素子の各パターンを重ね合せて形成すること
ができる。部ち、設計値基準で重ね合せを行なう各パタ
ーンの形状及び倍率を補正した後、相対位置検出系２０
を用いて少なくとも２個所以上のマスクｌと基板４のパ
ターンの相対位置を恢出し、それが所足の関係になる様
に基板４あるいはマスク１、ないしは両方共に移動し合
わせることにより、その他の全面にわたってマスク１の
パターンと基板４のパターンが合うことになる。順次マ
スク１を変えながら重ねて露光することにより、液晶表
示素子のパターンを完成することができる。通常、この
位置合せをする時はマスク１と基板４の各々にアライメ
ント用のマークを設け、それを相対位置検出系２０を用
いて検出し、そのズレ量を基板チャック５のＸ、Ｙ、θ
ステージ（図示せず）にフィードバックして位置合せを
する。
した設計値基準露光方法と組み合せて用いることにより
、液晶表示素子の各パターンを重ね合せて形成すること
ができる。部ち、設計値基準で重ね合せを行なう各パタ
ーンの形状及び倍率を補正した後、相対位置検出系２０
を用いて少なくとも２個所以上のマスクｌと基板４のパ
ターンの相対位置を恢出し、それが所足の関係になる様
に基板４あるいはマスク１、ないしは両方共に移動し合
わせることにより、その他の全面にわたってマスク１の
パターンと基板４のパターンが合うことになる。順次マ
スク１を変えながら重ねて露光することにより、液晶表
示素子のパターンを完成することができる。通常、この
位置合せをする時はマスク１と基板４の各々にアライメ
ント用のマークを設け、それを相対位置検出系２０を用
いて検出し、そのズレ量を基板チャック５のＸ、Ｙ、θ
ステージ（図示せず）にフィードバックして位置合せを
する。
以上の例は、マスクｌのパターンを基板４上の全面に形
成する例であったが、さらに大きな基板４にマスク１の
パターンを形成する例を示す、以下の例は、基板４だけ
を大面積にしてマスク１と拡大レンズ３のサイズ、仕様
は同じものとする。
成する例であったが、さらに大きな基板４にマスク１の
パターンを形成する例を示す、以下の例は、基板４だけ
を大面積にしてマスク１と拡大レンズ３のサイズ、仕様
は同じものとする。
第９図にその一例を示す。ここで基板４の大面積化に伴
ない基板チャック５も大きくし、さらにＸ、Ｙ方向に移
動自在にする。尚、基板チャック５の移４Ｉｈ量を計測
するものとして、例えばレーザ測長器３０を用いて高精
度に位置決めができるものとする。本例の場合は、同一
マスクを用いて同じパターンを基板面内に複数個形成す
るものである。
ない基板チャック５も大きくし、さらにＸ、Ｙ方向に移
動自在にする。尚、基板チャック５の移４Ｉｈ量を計測
するものとして、例えばレーザ測長器３０を用いて高精
度に位置決めができるものとする。本例の場合は、同一
マスクを用いて同じパターンを基板面内に複数個形成す
るものである。
尚、露光する前において、設計他基準か、マスク基準の
どちらかの方法で投影パターンを補正することは前述の
通りである。上記例は、基板４上にマスク１の同一パタ
ーンを４つ形成した例であるが、基板チャック５を大き
くし、移動ストロークを大きくすれば、さらに多くの同
一パターンを形成することが可能である。
どちらかの方法で投影パターンを補正することは前述の
通りである。上記例は、基板４上にマスク１の同一パタ
ーンを４つ形成した例であるが、基板チャック５を大き
くし、移動ストロークを大きくすれば、さらに多くの同
一パターンを形成することが可能である。
第１０図に、異なるパターンのマスク１を継ぎ合わせて
、基板４上に一つの大きな製品を作る例を示す。ここで
、まずマスクＡ３１を基板４上の左上に形成し、次にマ
スクＢ ３２をマスクＡ３１と交換すると共に基板チャ
ック５を移動させて基板４の右上が拡大レンズ３の下に
来る様にし、マスクＢ ３２のパターンを形成する。以
下、同様にマスクＣ３３、マスクＤ ３４のパターンも
基板チャック５を移動させながら基板４上に形成し、基
板４に一つの大きな製品のパターンを作ることができる
。上記例は、基板４上に４枚のマスクＡ−Ｄのパターン
を継ぎ合せた例であるが、基板チャック５を大きくし、
さらに移動ストロークを大きくすれば、さらに大きな一
つの製品を作ることが可能である。
、基板４上に一つの大きな製品を作る例を示す。ここで
、まずマスクＡ３１を基板４上の左上に形成し、次にマ
スクＢ ３２をマスクＡ３１と交換すると共に基板チャ
ック５を移動させて基板４の右上が拡大レンズ３の下に
来る様にし、マスクＢ ３２のパターンを形成する。以
下、同様にマスクＣ３３、マスクＤ ３４のパターンも
基板チャック５を移動させながら基板４上に形成し、基
板４に一つの大きな製品のパターンを作ることができる
。上記例は、基板４上に４枚のマスクＡ−Ｄのパターン
を継ぎ合せた例であるが、基板チャック５を大きくし、
さらに移動ストロークを大きくすれば、さらに大きな一
つの製品を作ることが可能である。
第１１図に装置構成の一例を示す。ロータリインデック
ステーブル４０、前記テーブル４０上の２つの基板チャ
ック５、基板表面の高さを測定するエアマイクロメータ
１４、マスクｌを位置決めするマスクホルダ２、拡大レ
ンズ３、相対位置検出系冗、露光照明系６、そして基板
１を収納する基板カセット４１、基板カセット４１から
基板チャック５に基板４をローディング、アンローディ
ングする搬送系４２で構成している。
ステーブル４０、前記テーブル４０上の２つの基板チャ
ック５、基板表面の高さを測定するエアマイクロメータ
１４、マスクｌを位置決めするマスクホルダ２、拡大レ
ンズ３、相対位置検出系冗、露光照明系６、そして基板
１を収納する基板カセット４１、基板カセット４１から
基板チャック５に基板４をローディング、アンローディ
ングする搬送系４２で構成している。
以上の構成において、基板カセット４１−１から搬送系
４２−１により基板１を基板チャック５に移ａする。次
にエアマイクロメータ１４を走行させて基板１の表面高
さを測定する。以上の動作が完了するとテーブル４０を
１８０°回転させ基板ｌを搭載した基板チャック５を拡
大レンズ３の下に移動する。この状態に２いて拡大レン
ズ３の下にない基板チャック５上ｌこ新に基板４を基板
カセット４１−１から前記と同じ方法で移載し、同様に
基板１表面の高さをエアマイクロメータ１４により測定
する。
４２−１により基板１を基板チャック５に移ａする。次
にエアマイクロメータ１４を走行させて基板１の表面高
さを測定する。以上の動作が完了するとテーブル４０を
１８０°回転させ基板ｌを搭載した基板チャック５を拡
大レンズ３の下に移動する。この状態に２いて拡大レン
ズ３の下にない基板チャック５上ｌこ新に基板４を基板
カセット４１−１から前記と同じ方法で移載し、同様に
基板１表面の高さをエアマイクロメータ１４により測定
する。
一方、拡大レンズ３の下にある基板ｌについては、マス
ク１と相対位置検出系２０により位置合せを行なった後
、露光照明系６から紫外光を照射し、マスクｌのパター
ンを基板４に形成する。尚、ここで露光する前において
、基板チャック５は、ピエゾ素子（１１：本図では図示
せず）及び２ステージ（１２：本図では図示せず）を駆
動させて、形成するパターンに歪、倍率誤差がない様に
補正しておく。
ク１と相対位置検出系２０により位置合せを行なった後
、露光照明系６から紫外光を照射し、マスクｌのパター
ンを基板４に形成する。尚、ここで露光する前において
、基板チャック５は、ピエゾ素子（１１：本図では図示
せず）及び２ステージ（１２：本図では図示せず）を駆
動させて、形成するパターンに歪、倍率誤差がない様に
補正しておく。
露光完了後、テーブル４０を１８０°回転させ露光済み
の基板４は搬送系４２−２により基板カセット４１−２
に収納する。
の基板４は搬送系４２−２により基板カセット４１−２
に収納する。
以上説明した様な構成とすることにより、基板４表面の
高さ測定及び補正動作と、マスク１と基板４の位置合せ
及び露光を並列して行なうことが出来る。
高さ測定及び補正動作と、マスク１と基板４の位置合せ
及び露光を並列して行なうことが出来る。
本発明によれば、マスクのパターンを拡大して基板上に
形成することができるので、比較的小さなマスク、例え
ば電子描画装置で描いたマスクまたはそれを複写したマ
スクの様に高精度のマスクを用いることにより、大面積
の高精度のパターンを形成することができ、アクティブ
マトリックス形液晶表示素子の様に高精度のデバイスも
、従来よりも格段に大きなものを製作することが可能と
なる。これに伴ない、マスクコストの低減、装置の高ス
ループツト化が実現でき、生産性が向上するという効果
がある。
形成することができるので、比較的小さなマスク、例え
ば電子描画装置で描いたマスクまたはそれを複写したマ
スクの様に高精度のマスクを用いることにより、大面積
の高精度のパターンを形成することができ、アクティブ
マトリックス形液晶表示素子の様に高精度のデバイスも
、従来よりも格段に大きなものを製作することが可能と
なる。これに伴ない、マスクコストの低減、装置の高ス
ループツト化が実現でき、生産性が向上するという効果
がある。
また、基板上に形成するパターンを微小ながら任意の形
状にすることができることから、投影露光方式、特に拡
大方式の場合の大きな問題点である像歪、倍率誤差を補
正することができ、装置間の互換性を取ることが可能と
なり、この点においても生産性の向上に寄与するもので
ある。
状にすることができることから、投影露光方式、特に拡
大方式の場合の大きな問題点である像歪、倍率誤差を補
正することができ、装置間の互換性を取ることが可能と
なり、この点においても生産性の向上に寄与するもので
ある。
また、拡大レンズを非テレセンドリンク光学系となる様
な構成としたことから、同一面積を投影する平行光（テ
レセンドリンク光学系）となる様に構成した拡大レンズ
よりも口径を小さくすることが可能となり、レンズ製作
上も容易となり、それに伴ないレンズコストも低くなり
装置も低コストで製作することが可能となる。
な構成としたことから、同一面積を投影する平行光（テ
レセンドリンク光学系）となる様に構成した拡大レンズ
よりも口径を小さくすることが可能となり、レンズ製作
上も容易となり、それに伴ないレンズコストも低くなり
装置も低コストで製作することが可能となる。
さらに、装置構成として基板チャックを２つ以上、拡大
レンズ、露光照明系、基板高さ検出系等を一つ以上で構
成したので、並列して複数の動作をさせることができる
ため装置の高スループツト化が実現でき、この点におい
ても生産性が向上するという効果がある。
レンズ、露光照明系、基板高さ検出系等を一つ以上で構
成したので、並列して複数の動作をさせることができる
ため装置の高スループツト化が実現でき、この点におい
ても生産性が向上するという効果がある。
第１図（ａ）及びＭ１図（ｂｌは各々本発明の露光装置
の一実施例を示す構成図、第２図は第１図とは異なる拡
大光学系を示す構成図、第３図は基板チャックを示す断
面図、第４図は拡大レンズによる投影パターンの光学的
誤差を示す概念図、第５図は第４図における光学的誤差
を補正する方法を示す斜視図、第６区は基板の表面高さ
測定系を加えた構成を示す斜視図、第７図は基板の表面
高さを補正して露光するシステムを示す構成図、第８図
はマスクの形状に基板を合せて露光するシステムを示す
構成図、第９図は同一パターンを複数個形成する概念図
、第１０図は大画面を継ぎ合せて形成する概念図、第１
１図は露光装置の構成の一例を示す平面図及び正面図で
ある。 １・・・マスク ４・・・基板 ６・・・露光照明系 １０・・・楕円面鏡 １２・・・２ステージ １７・・・レンズデータ ３０・・・レーザ測長器 ３・・・拡大レンズ ５・・・基板チャック ８・・・コンピュータ １１・・・ピエゾ素子 １４・・・エアマイクロメータ ２０・・・相対位置検出系 第１図（ＣＬ） 代理人 弁理士 小 川 勝 ガ９゜第２図 第１１図 第１０図 Ｑ
の一実施例を示す構成図、第２図は第１図とは異なる拡
大光学系を示す構成図、第３図は基板チャックを示す断
面図、第４図は拡大レンズによる投影パターンの光学的
誤差を示す概念図、第５図は第４図における光学的誤差
を補正する方法を示す斜視図、第６区は基板の表面高さ
測定系を加えた構成を示す斜視図、第７図は基板の表面
高さを補正して露光するシステムを示す構成図、第８図
はマスクの形状に基板を合せて露光するシステムを示す
構成図、第９図は同一パターンを複数個形成する概念図
、第１０図は大画面を継ぎ合せて形成する概念図、第１
１図は露光装置の構成の一例を示す平面図及び正面図で
ある。 １・・・マスク ４・・・基板 ６・・・露光照明系 １０・・・楕円面鏡 １２・・・２ステージ １７・・・レンズデータ ３０・・・レーザ測長器 ３・・・拡大レンズ ５・・・基板チャック ８・・・コンピュータ １１・・・ピエゾ素子 １４・・・エアマイクロメータ ２０・・・相対位置検出系 第１図（ＣＬ） 代理人 弁理士 小 川 勝 ガ９゜第２図 第１１図 第１０図 Ｑ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、拡大投影光学系によるパターンの拡大投影像の歪み
をなくすように基板の形状を変形させてマスクに形成さ
れた上記パターンを上記拡大投影光学系で拡大投影露光
することを特徴とする拡大投影露光方法。 ２、マスク上に形成されたパターンを拡大投影する拡大
投影光学系と、該拡大投影光学系で拡大投影されるパタ
ーンの拡大投影像の歪みをなくすように基板を吸着して
形状を変形させる基板変形手段とを備えたことを特徴と
する拡大投影露光装置。 ３、上記基板変形手段は、上記拡大投影光学系の光軸方
向に変位するべく構成したことを特徴とする請求項２記
載の拡大投影露光装置。 ４、上記拡大投影光学系の光学的誤差に応じて上記基板
変形手段を作動させて基板を変形させるように構成した
ことを特徴とする請求項２記載の拡大投影露光装置。 ５、上記拡大投影光学系の光学的誤差に応じて上記基板
変形手段を作動させて基板を拡大投影光学系の光軸方向
に変位させるように構成したことを特徴とする請求項３
記載の拡大投影露光装置。 ６、上記マスクと基板との相対的位置を検出する位置検
出手段と、該位置検出手段によって検出されたマスクと
基板との相対的位置に基いて上記基板変形手段を作動さ
せて基板を変形させるように構成したことを特徴とする
請求項２記載の拡大投影露光装置。 ７、上記マスクと基板との相対的位置を検出する位置検
出手段と、該位置検出手段によって検出されたマスクと
基板との相対的位置に基いて上記基板変形手段を作動さ
せて基板を拡大投影光学系の光軸方向に変位させるよう
に構成したことを特徴とする請求項３記載の拡大投影露
光装置。 ８、基板の表面の高さを測定する測定手段を設けたこと
を特徴とする請求項２記載の拡大投影露光装置。 ９、基板の表面の高さを測定する測定手段を設けたこと
を特徴とする請求項３記載の拡大投影露光装置。 １０、上記基板変形手段を独立駆動できるように複数備
えたことを特徴とする請求項２記載の拡大投影露光装置
。 １１、上記基板変形手段を独立駆動できるように複数備
えたことを特徴とする請求項３記載の拡大投影露光装置
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63222355A JP2690960B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 拡大投影露光方法及びその装置 |
| US07/401,619 US5008702A (en) | 1988-09-07 | 1989-08-31 | Exposure method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63222355A JP2690960B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 拡大投影露光方法及びその装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9138177A Division JP2891238B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 拡大投影露光方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0272362A true JPH0272362A (ja) | 1990-03-12 |
| JP2690960B2 JP2690960B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=16781043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63222355A Expired - Lifetime JP2690960B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 拡大投影露光方法及びその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5008702A (ja) |
| JP (1) | JP2690960B2 (ja) |
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| JPWO2012081234A1 (ja) * | 2010-12-14 | 2014-05-22 | 株式会社ニコン | 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 |
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